Хлор (Cl): степень окисления, валентность, строение атома
Хлор Cl — неметалл, № 17. Степени окисления: −1, +1, +3, +5, +7; валентность I, III, V, VII. Электронная формула [Ne]3s²3p⁵, электроны по уровням: 2, 8, 7. M = 35,5 г/моль.
| Что | Значение |
|---|---|
| Степень окисления | −1, +1, +3, +5, +7высшая +7, низшая −1 подробнее |
| Валентность | I, III, V, VIIпеременная подробнее |
| Электронная формула | 1s² |
| Строение атома | +17: 17 p⁺, 18 n⁰, 17 e⁻уровни 2, 8, 7 подробнее |
| Молярная масса | 35,5 г/мольточнее 35,45 подробнее |
| Положение | 3-й период, VIIА группа, p-элемент |
| Характеристика | неметалл, галоген подробнее |
| ЭО по Полингу | 3,16 таблица ЭО |
Какая степень окисления у хлора?
Высшая степень окисления хлора — +7, низшая — −1. Характерные значения: −1, +1, +3, +5, +7.
Хлор проявляет нечётные степени окисления от −1 до +7, и ряд кислородных кислот повторяет их: хлорноватистая HClO (+1), хлористая HClO2 (+3), хлорноватая HClO3 (+5) и хлорная HClO4 (+7). Чётные встречаются редко, например +4 в ClO2.
| Степень окисления | Примеры соединений |
|---|---|
| −1 | HCl, NaCl, KCl |
| +1 | HClO, NaClO, Cl2O |
| +3 | HClO2, NaClO2 |
| +5 | HClO3, KClO3 |
| +7 | HClO4, Cl2O7, KClO4 |
Задание 3 ЕГЭ: степень окисления и валентность
Какая валентность у хлора?
Валентность хлора — I, III, V, VII (переменная).
Нечётные валентности — следствие распаривания: в основном состоянии у хлора один неспаренный электрон, а при последовательном переходе электронов на 3d-орбитали — три, пять и семь.
| Валентность | Примеры соединений |
|---|---|
| I | HCl, Cl2, HClO |
| III | HClO2 |
| V | HClO3, KClO3 |
| VII | HClO4, Cl2O7 |
Строение атома хлора
Порядковый номер хлора — 17, поэтому заряд ядра +17: в ядре 17 протонов и 18 нейтронов (у самого распространённого изотопа ³⁵Cl, массовое число 35).
Вокруг ядра — 17 электронов на трёх энергетических уровнях: 2, 8, 7. Число уровней равно номеру периода.
Внешний уровень — 3-й, на нём 7 электронов. Неспаренных электронов в основном состоянии — 1.
Схема: +17 Cl )2 )8 )7
Задание 1 ЕГЭ: строение атома
Электронная формула хлора
1s²
Сокращённо, через остов благородного газа: [Ne]3s²3p⁵.
- Cl⁻ (18 электронов) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶, как у аргона
Характеристика хлора
По плану: положение в таблице → строение атома → свойства → соединения.
Хлор — элемент № 17, 3-й период, VIIА группа, галоген.
Электроны по уровням 2, 8, 7; до завершения внешнего уровня не хватает одного электрона, электроотрицательность 3,16 — третья после фтора и кислорода.
Хлор — сильный окислитель: с металлами образует хлориды (железо — сразу до FeCl3), с водородом на свету реагирует со взрывом, вытесняет бром и йод из их солей; в воде частично реагирует, давая соляную и хлорноватистую кислоты.
Хлороводород и соляная кислота, хлориды, гипохлориты (основа отбеливателей) — важнейшие соединения хлора; хлором обеззараживают питьевую воду.
Простое вещество — жёлто-зелёный ядовитый газ Cl2 с резким запахом, примерно в 2,5 раза тяжелее воздуха.
| Формула | Что это | M, г/моль |
|---|---|---|
| HCl | хлороводород, в растворе — соляная кислота | 36,5 |
| NaCl | хлорид натрия | 58,5 |
| NaClO | гипохлорит натрия — основа отбеливателей | 74,5 |
| KClO3 | хлорат калия, бертолетова соль | 122,5 |
| HClO4 | хлорная кислота — одна из самых сильных | 100,5 |
Молярная масса хлора
M(Cl) = 35,5 г/моль
Молярная масса элемента численно равна его относительной атомной массе Ar. В расчётах ЕГЭ её берут равной 35,5 (хлор — единственное исключение из округления до целых): 35,5 г/моль. Точное значение по IUPAC — 35,45 г/моль.
Для простого вещества молярную массу считают по молекуле: M(Cl2) = 71 г/моль.
Вопросы и ответы
Почему железо с хлором даёт FeCl3, а с соляной кислотой — FeCl2?
Хлор — сильный окислитель и забирает у железа три электрона: 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3. В соляной кислоте окислитель — ион водорода, он слабее и окисляет железо только до +2: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2.
Какую атомную массу хлора брать в задачах?
Точная атомная масса хлора 35,45, в расчётах ЕГЭ её берут 35,5 — это единственный элемент, массу которого не округляют до целого. Молярная масса газа Cl2 — 71 г/моль.
Как хлор реагирует с водой?
Обратимо и лишь частично: Cl2 + H2O ⇄ HCl + HClO. Хлорноватистая кислота неустойчива и сильный окислитель — поэтому хлорная вода обесцвечивает красители и убивает микробы.
Как хлор встречается на ЕГЭ?
- Задание 1: строение атомаВнешние электроны хлора — 3s²3p⁵, неспаренных в основном состоянии 1: по таким признакам элемент выбирают из ряда.
- Задание 2: периодический законХлор — 3-й период, VIIА группа: по положению сравнивают радиус атома, электроотрицательность и металлические свойства с соседями.
- Задание 3: степень окисления и валентностьВысшая степень окисления хлора +7, низшая −1; валентность I, III, V, VII.
- Задание 4: химическая связьВ молекуле Cl2 связь ковалентная неполярная, с другими неметаллами — ковалентная полярная.
Соседи хлора в таблице Менделеева
Потренироваться на заданиях
Таблица помогает найти ответ, тренажёр — научиться находить его самому. В кабинете НейроМиши задания ЕГЭ с проверкой и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.
Таблицы по теме
Источники
- ФИПИ: демоверсия, спецификация и кодификатор ЕГЭ 2027 по химии (проект) — задания 1–4: строение атома, периодический закон, степень окисления и валентность, химическая связь
- CIAAW (комиссия IUPAC по изотопам и атомным весам): стандартные атомные веса — атомные и молярные массы
- CIAAW: изотопный состав элементов — самый распространённый изотоп — число нейтронов
- NIST Atomic Spectra Database: основные состояния нейтральных атомов — электронные конфигурации, в том числе исключения с «провалом» электрона